JP4336990B2 - Gradation implementation apparatus and method for liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、階調具現装置及び方法に関し、特に、ピクセルに定電流を供給し、ゲートがオン/オフされるまでデータを入力するための充電期間を階調表現数で時分割して階調を表現する階調具現装置及び方法に関する。 The present invention relates to a gray scale implementation apparatus and method, and more particularly, to supply a constant current to a pixel and time-divide a charging period for inputting data until a gate is turned on / off by a gray scale expression number. The present invention relates to an apparatus and method for realizing a gradation.
一般に、液晶表示装置は、複数のデータラインと複数のスキャンラインとの間に複数のピクセルがマトリックス構造で配置され、ピクセルの正極電極がデータライン、ピクセルの負極電極がスキャンラインに各々接続されて、1つの表示パネルを構成している。このような液晶表示装置は、データラインとスキャンラインとの電位差がピクセルのしきい値電圧を越える場合にピクセルを発光させ、ピクセルに電流が流れる時間に応じて明さを変更して多様な階調を具現する。 In general, a liquid crystal display device has a plurality of pixels arranged in a matrix structure between a plurality of data lines and a plurality of scan lines, and a positive electrode of the pixel is connected to the data line and a negative electrode of the pixel is connected to the scan line. One display panel is configured. Such a liquid crystal display device emits light when the potential difference between the data line and the scan line exceeds the threshold voltage of the pixel, and changes the brightness according to the time during which the current flows through the pixel. Embody the key.
図1は、従来の階調具現装置の構成を示すブロックである。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional gray scale implementation apparatus.
従来の階調具現装置は、シフトレジスタ10、データレジスタ11、データラッチ12、レベルシフタ13、基準電圧発生器14、D/Aコンバータ15及び出力バッファ16を備える。
The conventional gradation implementation apparatus includes a
シフトレジスタ10がエッジサンプリングクロックをデータレジスタ11に供給し、データレジスタ11がシフトレジスタ10から供給されるエッジサンプリングクロックに応じて、タイミングコントローラ(図示していない)から供給されるRGBデータを格納する。その後、RGBデータは1水平ラインの全ての表示データとして格納された後、データラッチ12に移動する。
The shift register 10 supplies an edge sampling clock to the
基準電圧発生器14が外部から入力されるガンマ電圧を受信して内部のR−string回路により64階調レベル(6ビット)、または、256階調レベル(8ビット)の基準電圧を発生させる。
The
D/Aコンバータ15が、レベルシフタ13を介してデータラッチ12から出力される表示データを受信し、基準電圧発生器14から提供される各階調レベルの基準電圧に基づいて受信した表示データに対応する出力電圧を発生させる。
The D /
出力バッファ16がLCDパネルを駆動する演算増幅器を備え、(出力バッファ16の)出力信号が1回入力される1水平ラインのスキャン期間の間に一定の電圧を維持する。入力される各階調レベルに対する充電時間は1水平ラインのスキャン期間と同じであり、各々異なる階調レベルを出力するためには各々異なる電圧を必要とする。しかし、この従来の階調具現装置は入力されるガンマ電圧の電圧範囲が狭いので、多様な階調レベルを具現するには限界がある。言い換えると、従来の階調具現装置に入力されるガンマ電圧が5mVの電圧レベルを有するため、従来の階調具現装置は1024階調(10ビット)、または、それ以上の高い階調レベルを具現する場合、小さなレベルのガンマ電圧のために多様な階調を具現することができないという問題がある。
The
本発明は、上記のような従来の技術に内在していた問題点を解決するために案出されたものであって、階調具現時に定電流を使用してより多い階調を安定に具現できる階調具現装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve the problems inherent in the prior art as described above, and stably implements a larger number of gradations using a constant current at the time of gradation implementation. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for realizing a gradation.
上記の課題を解決するために、本発明の一側面により、階調具現装置が提供されて、この装置は、ピクセルに充電する電流を供給する電流供給部と、表示データをラッチするバッファと、現在入力される表示データ及び前記バッファにラッチされた以前の表示データを加算する加算器と、前記加算器の出力データを受信し、前記出力データの値に対応するパルス幅を有するスイッチ−オンパルスを前記電流供給部に伝達するパルス発生部と、前記電流供給部、加算器及びパルス発生部を制御する制御部とを備え、前記電流供給部が、ポジティブ定電流源、ネガティブ定電流源及びスイッチを備え、前記ポジティブ定電流源とネガティブ定電流源とが、前記スイッチ−オンパルスを共通に受信し前記スイッチに電流を出力し、前記スイッチが所定のフレームレートで前記ポジティブ定電流源、または、ネガティブ定電流源の出力電流を選択的に前記ピクセルに供給することができることを特徴とする。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a gray scale implementation device is provided, which includes a current supply unit that supplies a current for charging a pixel, a buffer that latches display data, An adder for adding currently input display data and previous display data latched in the buffer; and output data of the adder, and a switch-on pulse having a pulse width corresponding to the value of the output data. A pulse generation unit that transmits to the current supply unit; and a control unit that controls the current supply unit, the adder, and the pulse generation unit , wherein the current supply unit includes a positive constant current source, a negative constant current source, and a switch. The positive constant current source and the negative constant current source receive the switch-on pulse in common and output a current to the switch. Wherein at the frame rate positive constant current source, or, wherein Rukoto can be selectively supplied to the said pixel output current of the negative constant current source.
上記の構成において、前記ポジティブ定電流源及びネガティブ定電流源は、前記スイッチにより交互に選択されうる。 In the above configuration, the positive constant current source and the negative constant current source can be alternately selected by the switch.
本発明の他の一側面により、階調具現方法が提供されて、この方法は、(a)表示データを受信してラッチし、ラッチされた該表示データを第1表示データとするステップと、(b)前記第1表示データの値に対応するパルス幅を有する第1スイッチ−オンパルスを発生するステップと、(c)前記第1スイッチ−オンパルスのパルス幅に対応する第1電流をピクセルに供給し、該ピクセルを充電するステップと、(d)前記第1表示データの次に入力される表示データを受信してラッチし、ラッチされた該表示データを第2表示データとするステップと、(e)今回のラッチでラッチされた前記第2表示データと前回のラッチでラッチされた前記第1表示データとを加算して加算表示データを生成するステップと、(f)前記加算表示データの値に対応するパルス幅を有する第2スイッチ−オンパルスを発生するステップと、(g)前記第2スイッチ−オンパルスに基づいて前記第1電流の反対極性を有する第2電流を前記ピクセルに供給し、該ピクセルを充電するステップとを含み、今回のラッチでラッチされた前記第2表示データの次に受信される表示データを新たに第2表示データとし、今回のラッチでラッチされた前記第2表示データを新たに第1表示データとして、前記(d)〜(g)のステップに従って処理を行うことを特徴とする。 By another aspect of the present invention, the gradation embodied method is provided, the method comprising the steps of (a) and Display Data received by the latch, latched the display data of the first display data (B) generating a first switch-on pulse having a pulse width corresponding to the value of the first display data; and (c) applying a first current corresponding to the pulse width of the first switch-on pulse to the pixel. supplied, the steps of charging the pixel, the steps of (d) and the first to receive Viewing data that is input to the next latch display data, latched the display data to second display data , (e) generating a sum display data by adding the first display data latched by the latched second display data and the previous latch in this latch, (f) the addition display data Generating a second switch-on pulse having a pulse width corresponding to a value of the data; and (g) supplying a second current having a polarity opposite to the first current to the pixel based on the second switch-on pulse. and, and a step of charging the pixel, the Viewing data that will be received next to this said second display data latched by the latch and new second display data, latched in this latch the The second display data is newly set as the first display data, and processing is performed according to the steps (d) to (g).
前記第2電流は、前記第1電流により充電したピクセルを放電させる第1表示データの値に対応する電流と、前記ピクセルを充電する第2表示データの値に対応する電流とを含むことができる。 The second current may include a current corresponding to a value of first display data for discharging a pixel charged with the first current and a current corresponding to a value of second display data for charging the pixel. .
本発明によれば、基準クロック及び電流源を使用することにより、高い階調レベルを容易に具現でき、また、連続的な階調レベルを具現することによりLCDの品質を向上させることができる。 According to the present invention, a high gradation level can be easily realized by using a reference clock and a current source, and the quality of the LCD can be improved by realizing a continuous gradation level.
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を説明する。なお、以下の説明及び図面において、同じ参照符号は同じ又は類似の構成要素を示すこととし、よって、同じ又は類似の構成要素に関する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that, in the following description and drawings, the same reference numerals indicate the same or similar components, and thus descriptions of the same or similar components are omitted.
図2は、本発明に係る動作原理を説明する回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the operating principle according to the present invention.
LCDピクセルの液晶セルに備えられたストレージキャパシタCst及び液晶キャパシタClcが、電流源Iconに接続されて電荷Qを供給される。ここで、ピクセルの駆動電流をIcon、その充電期間をTonとすれば、ピクセルにロードされる総電荷量は下記式(1)の通りである。 The storage capacitor Cst and the liquid crystal capacitor Clc provided in the liquid crystal cell of the LCD pixel are connected to the current source Icon and supplied with the charge Q. Here, if the drive current of the pixel is Icon and the charging period is Ton, the total charge amount loaded into the pixel is expressed by the following formula (1).
Q(Clc+Cst)=Icon×Ton ・・・・・(1)
ピクセル電圧は下記式(2)と(3)により得られる。
Q (Clc + Cst) = Icon × Ton (1)
The pixel voltage is obtained by the following equations (2) and (3).
Vlc=Q(Clc+Cst)/(Clc+Cst) ・・・・・(2)
Vlc=[Icon/(Clc+Cst)]×Ton ・・・・・(3)
もし電流Icon、液晶キャパシタClc及びストレージキャパシタCstの値が与えられたら、式(3)から液晶セルの電圧は充電期間Tonにより線形的に制御されうることが分かる。これは、異なる充電期間Tonが供給されると、ピクセルには異なる電圧が生成されうることを意味する。即ち、互いに異なる充電期間を与えることにより、互いに異なる階調レベルが得られる。
Vlc = Q (Clc + Cst) / (Clc + Cst) (2)
Vlc = [Icon / (Clc + Cst)] × Ton (3)
If the values of the current Icon, the liquid crystal capacitor Clc, and the storage capacitor Cst are given, it can be seen from Equation (3) that the voltage of the liquid crystal cell can be linearly controlled by the charging period Ton. This means that different voltages can be generated in the pixel when different charging periods Ton are supplied. That is, by providing different charging periods, different gradation levels can be obtained.
図3は、階調レベル及びスイッチ−オンパルス間の関係を示す透過率−時間曲線を図示するグラフである。 FIG. 3 is a graph illustrating a transmittance-time curve showing the relationship between gray level and switch-on pulse.
図3に示した臨界領域は、階調レベル(以下、GLとも記す)調整領域に入るために必要とする液晶の最小充電期間を意味し、この臨界領域では液晶の透過率(Tr)がほとんど変わらない。例えば、2n個の階調レベルを表示するためにnビットを利用する場合、階調レベル調整領域を2n部分に分割することができる。この際、各階調レベルが異なる充電期間Tに分割される。
The critical region shown in FIG. 3 means a minimum liquid crystal charging period required to enter the gradation level (hereinafter also referred to as GL) adjustment region. In this critical region, the liquid crystal transmittance (Tr) is almost the same. does not change. For example, when using the n bits for displaying the 2 n gradation levels, it is possible to divide the gradation
図4は、本発明の好ましい実施の形態に係る階調具現装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a gray scale implementation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
本実施の形態に係る階調具現装置は、ピクセル(図示せず)に電流を供給する電流供給部20、表示データをラッチするバッファ21、現在入力される表示データ及びバッファ21にラッチされた以前の表示データを加算する加算器22、加算器22の出力データを受信し、該出力データの値に対応するパルス幅を有するスイッチ−オンパルスTonを電流供給部20に伝達するパルス発生部23、パルス発生部23に基準クロックを提供するオシレータ24、及び電流供給部20、加算器22及びパルス発生部23を制御する制御部25を備える。
The grayscale implementation apparatus according to the present embodiment includes a
電流供給部20が、ポジティブ定電流源26、ネガティブ定電流源27及びスイッチ28を備え、ポジティブ定電流源26及びネガティブ定電流源27がパルス発生部23から伝えられるスイッチ−オンパルスTonを共通に受信し、スイッチ28を介してピクセルに電流を供給する。この際、スイッチ28が制御部25によりポジティブ定電流源26、または、ネガティブ定電流源27の出力電流を選択的にピクセルに供給させる。
The
以下、本実施の形態に係る階調具現装置の動作を、図5を参照しながら説明する。 Hereinafter, the operation of the grayscale implementation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態に係る階調具現装置において、初期に入力される表示データはバッファ21によりラッチされると共に加算器22を経てパルス発生部23に入力される。パルス発生部23が内部にカウンタを備えて、受信した表示データの値に対応するパルス幅を有するスイッチ−オンパルスTonを発生する。
In the gray scale implementation apparatus according to the present embodiment, display data that is initially input is latched by the
次に、図5を参照してパルス発生部23の詳細な動作を考察する。パルス発生部23は受信する表示データの値だけ基準クロックをカウントし、それに対応するパルス幅を有するスイッチ−オンパルスTonを発生する。ここで、Trefがパルス発生部23で基本クロックとして用いられる基準クロックの期間、または、周期を表し、T0、T1、T2…が階調レベルGL0、GL1、GL2、…のそれぞれのスイッチ−オンパルスTonの幅を表す。また、m0、m1、m2、…が受信する表示データに応じて基準クロックをカウントすることにより得られた整数を指す。スイッチ−オンパルスTonのパルス幅が、ピクセルに供給する電荷の充電期間を決定する。この充電期間が階調レベル(GL)の数に応じて、小さい時間単位に分割されうる。即ち、本発明では、パルス発生部23に供給する基準クロックの周波数を上げることにより、充電期間を容易に分割することができる。
Next, the detailed operation of the
上記動作により発生されるスイッチ−オンパルスTonが、電流供給部20に伝えられ、これを受信するポジティブ電流源26及びネガティブ電流源27がパルスの持続期間だけ電流を発生する。この際、制御部25がスイッチ28を動作させて、所定の電流源(例えば、ポジティブ電流源)から出力される電流をピクセルに供給させて、電流を供給されるピクセルがポジティブ電荷を充電する。
The switch-on pulse Ton generated by the above operation is transmitted to the
その後、次の表示データがバッファ21及び加算器22に入力されると、バッファ21がラッチしていた以前の表示データを加算器22に出力し、加算器22が入力された次の表示データ、即ち現在の表示データとバッファ21から入力される以前の表示データとを加算して、パルス発生部23に伝達する。
Thereafter, when the next display data is input to the
パルス発生部23が現在の表示データ及び以前の表示データの加算値に対応するパルス幅を有するスイッチ−オンパルスTonを発生する。これを受信した電流供給部20が、スイッチ−オンパルスTonのパルス持続期間だけネガティブ定電流源27の出力電流をピクセルに供給し、ピクセルにネガティブ電荷を充電する。この際、ネガティブ電荷に含まれている以前の表示データの値に対応する電荷がピクセルに充電していた以前の表示データに対応する電荷を放電させると共に、ピクセルを現在の表示データの値に基づいて新しく充電する。
The
次に、従来の技術と本発明とを比較して説明する。 Next, the prior art and the present invention will be compared and described.
図1に示す従来の回路が入力されるガンマ電圧を分割して階調を具現することに対して、本発明に係る階調具現装置は、基準クロックと電流源とを用いて階調を具現する。即ち、ピクセルの充電期間が、表示データに応じて基準クロックをカウントすることにより決定される。従って、基準クロックの周波数が高くなるほど、より精確で、かつ、多様な階調を具現することができる。 In contrast to the conventional circuit shown in FIG. 1 that divides the input gamma voltage to implement the gradation, the gradation implementation apparatus according to the present invention implements the gradation using a reference clock and a current source. To do. That is, the charging period of the pixel is determined by counting the reference clock according to the display data. Therefore, the higher the frequency of the reference clock, the more accurate and various gradations can be realized.
以上では、本発明を特定の好ましい実施の形態に関連して図示し説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲により定められる技術的範囲と分野を逸脱しない範囲内で本発明が多様に改造及び変形できるということは当技術分野で通常の知識を有する者であれば容易に分かる。 While the invention has been illustrated and described in connection with certain preferred embodiments, the invention is not limited thereto but is within the scope and scope of the technical scope defined by the claims. It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention can be modified and modified in various ways.
10 シフトレジスタ
11 データレジスタ
12 データラッチ
13 レベルシフタ
14 基準電圧発生器
15 D/Aコンバータ
16 出力バッファ
20 電流供給部
21 バッファ
22 加算器
23 パルス発生部
24 オシレータ
25 制御部
26 ポジティブ定電流源
27 ネガティブ定電流源
10
Claims (4)
ピクセルを充電する電流を供給する電流供給部と、
表示データをラッチするバッファと、
現在入力される表示データ及び前記バッファにラッチされた以前の表示データを加算する加算器と、
前記加算器の出力データを受信し、前記出力データの値に対応するパルス幅を有するスイッチ−オンパルスを発生して前記電流供給部に伝達するパルス発生部と、
前記電流供給部、前記加算器及び前記パルス発生部を制御する制御部とを備え、
前記電流供給部が、ポジティブ定電流源、ネガティブ定電流源及びスイッチを備え、
前記ポジティブ定電流源とネガティブ定電流源とが、前記スイッチ−オンパルスを共通に受信し、前記スイッチに電流を出力し、
前記スイッチが、所定のフレームレートで前記ポジティブ定電流源、または、ネガティブ定電流源の出力電流を選択的に前記ピクセルに供給する
ことを特徴とする階調具現装置。 In a gradation implementation device of a liquid crystal display device,
A current supply for supplying a current for charging the pixel;
A buffer for latching display data;
An adder for adding the display data currently input and the previous display data latched in the buffer;
A pulse generator that receives the output data of the adder, generates a switch-on pulse having a pulse width corresponding to the value of the output data, and transmits the generated switch-on pulse to the current supply unit;
A controller that controls the current supply unit, the adder, and the pulse generation unit ;
The current supply unit includes a positive constant current source, a negative constant current source, and a switch,
The positive constant current source and the negative constant current source receive the switch-on pulse in common, and output a current to the switch,
Said switch, said at a predetermined frame rate positive constant current source, or, the gradation implementing system characterized that you selectively supplied to the said pixel output current of the negative constant current source.
(a)表示データを受信してラッチし、ラッチされた該表示データを第1表示データとするステップと、
(b)前記第1表示データの値に対応するパルス幅を有する第1スイッチ−オンパルスを発生するステップと、
(c)前記第1スイッチ−オンパルスのパルス幅に対応する第1電流をピクセルに供給し、該ピクセルを充電するステップと、
(d)前記第1表示データの次に入力される表示データを受信してラッチし、ラッチされた該表示データを第2表示データとするステップと、
(e)今回のラッチでラッチされた前記第2表示データと前回のラッチでラッチされた前記第1表示データとを加算して加算表示データを生成するステップと、
(f)前記加算表示データの値に対応するパルス幅を有する第2スイッチ−オンパルスを発生するステップと、
(g)前記第2スイッチ−オンパルスに基づいて前記第1電流の反対極性を有する第2電流を前記ピクセルに供給し、該ピクセルを充電するステップとを含み、
今回のラッチでラッチされた前記第2表示データの次に受信される表示データを新たに第2表示データとし、今回のラッチでラッチされた前記第2表示データを新たに第1表示データとして、前記(d)〜(g)のステップに従って処理を行うことを特徴とする液晶表示装置の階調具現方法。 In a method for realizing a gradation of a liquid crystal display device,
A step of latches receive (a) Display data is latched the display data to the first display data,
(B) generating a first switch-on pulse having a pulse width corresponding to the value of the first display data;
(C) supplying a first current corresponding to a pulse width of the first switch-on pulse to the pixel, and charging the pixel;
And (d) step of the to receive Viewing data that is input to the next latch of the first display data to the display data latched to the second display data,
(E) generating a sum display data by adding the time of the first display data latched by the latched second display data and the previous latch in the latch,
(F) generating a second switch-on pulse having a pulse width corresponding to the value of the added display data;
(G) supplying a second current having a polarity opposite to the first current to the pixel based on the second switch-on pulse, and charging the pixel;
The Viewing data that will be received next to the second display data latched in this latch as a new second display data, the second display data latched in this latch as a new first display data A method for realizing a gradation of a liquid crystal display device , wherein processing is performed according to the steps (d) to (g).
前記第1電流により充電されたピクセルを放電させる第1表示データの値に対応する電流と、前記ピクセルを充電する第2表示データの値に対応する電流とを含むことを特徴とする請求項3に記載の階調具現方法。 The second current is
4. The method according to claim 3 , further comprising: a current corresponding to a value of first display data for discharging the pixel charged by the first current; and a current corresponding to a value of second display data for charging the pixel. 2. The gradation implementation method according to 1.
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